什么是熵增定律丨深度笔记

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「生命以负熵为生。」

当我们坐在家里，看着桌面上一片狼藉的书本、杂物、咖啡杯……刚收拾好的房间，没过多久又乱了。这其实不是我们的问题，而是宇宙的基本法则在起作用。这条法则叫做“熵增定律”，它不仅决定了房间为何总是变乱，也主导着时间为何只往前走，甚至预示着宇宙最终的命运。

熵增定律被称为宇宙的终极演化定律，凌驾于所有定律之上。关于熵增定律的看法，比较著名的有以下几句经典的话。

“生命以负熵为生，人活着的意义，就是不断对抗熵增的过程。”

——《生命是什么》薛定谔

“如果物理学只留一条定律，我会留熵增定律。”

——清华大学科学史系主任吴国盛

“管理要做的只有一件事情，就是如何对抗熵增。在这个过程中，企业的生命力才会增加，而不是默默走向死亡。”

——彼得·德鲁克

“人文知识分子不懂热力学第二定律，就像科学家未读过莎士比亚一样令人遗憾。”

——查尔斯·史诺

定义和起源

熵的定义来自物理学，最早是在1865年由德国人克劳修斯提出，用来度量一个系统的“内在混乱程度”，可以理解为熵是系统中的无序能量。无序程度越高，熵就越大；越有序，熵就越小。

比如你买了一个5000毫安的充电宝，却发现根本无法给5000毫安的手机充满电，于是你怀疑是制造商造假了。其实不是的，那个充电宝它理论上可能真的有5000毫安的容量，那为什么无法给5000毫安的手机充满电呢？因为在化学能转化为电能的过程中，能量并没有被100%的转化，而是有一部分永久地散失在了宇宙中。这部分能量不可逆，无法被再利用，而且永远在增加。

而熵增定律指的就是这种熵在不断增加的过程。在一个封闭的系统内，热量总是从高温物体流向低温物体，从有序走向无序，如果没有外界向这个系统输入能量的话，那么熵增的过程是不可逆的，最终会达到熵的最大状态，系统陷入混沌无序。

举个最直观的例子：

■房间混乱例子：一个整洁的房间，时间一长总会变乱，而乱的房间不会自己变整洁。这就是熵增。

■热水变凉原理：一杯热水放在桌上，不加盖子、不保温，它不会变得更热，而是会逐渐冷却到和周围环境一致。热量总是从高温处流向低温处，而不会自发逆转，这也是熵增的体现。

在物理学中，这被称为热力学第二定律，即封闭系统（孤立系统）的熵总是增加的。换句话说，自然状态下，混乱是必然的，秩序需要额外的能量去维持。

熵增定律的表现

掌控混乱才能掌控人生

熵增定律不仅适用于物理世界，也影响着我们的认知、社会、经济，甚至信息处理。

■ 宇宙的终极命运：宇宙热寂

如果熵不断增加，最终世界会变成什么样？答案是“宇宙热寂”。

宇宙热寂（Heat Death of the Universe）理论认为，随着时间推移，宇宙中的能量会均匀分布，最终达到一个完全无序、无能量可用的状态——那时，一切运动都将停止，所有生命都无法存在。

这个结局听起来很遥远，但它的逻辑却无处不在：如果不做任何努力，任何事物都会走向衰败和失控。因此，熵增定律也被认为是有史以来最令人绝望的物理定律。

■ 信息熵：数据的无序化

信息熵（Information Entropy）是香农提出的概念，衡量的是信息的不确定性。在大数据时代，信息熵的概念被广泛应用于数据压缩、人工智能、网络安全等领域。比如：

1. 数据熵应用：搜索引擎如何过滤垃圾信息？答案是通过计算网页内容的信息熵，筛选出更有价值的信息。

2. 人工智能学习：AI训练模型时，信息熵越低，代表数据越清晰，学习效率越高。

■ 经济系统熵增：为什么企业会衰败？

经济学家也发现，一个经济系统如果缺乏外部干预，熵也会不断增加，最终走向混乱和衰退。比如：

1. 公司管理混乱，最终破产，因为组织结构的无序度（企业熵）在增长。

2. 国家如果没有规则约束，市场会变得混乱，导致经济衰退。

这就是经济系统熵增的表现。

■ 学习效率熵管理：为什么你学不进去？

熵增现象同样适用于学习。如果不主动管理，学习效率会越来越低：

1. 信息过载，导致注意力涣散，熵增加剧。

2. 学习方法不优化，导致知识结构混乱，信息熵升高。

3. 不复习、不总结，导致记忆衰退，认知熵上升。

比如下面这张图，当图中整体英文单词（ENTROPY）完整的时候，我们非常容易理解所表达的意思。而它被完全打乱的时候，你就很难记住它，信息和信息之间的混乱程度就不可描述了，同时你与别人解释的成本也就变的更大了，因为无序，造成不确定也就多了。

再比如：12345678

看起来非常有序，也非常容易记忆，如果把它打算重新排列，没有任何规则，那么自己可能就要费很大功夫找到其中的“规则”才能记住，要么是死记硬背。

这就是成绩熵增的逻辑：如果不主动管理知识结构，成绩就会下降。

如何对抗熵增

物理学家薛定谔在《生命是什么？》中提出，生命之所以能维持自身，是因为不断从外界获取低熵能量（食物、阳光）并排出高熵废物（热量、废物）。

简单来说，吃饭、运动、学习，都是在“逆熵”。如果停止这些活动，生命就会走向熵增——也就是衰老和死亡。

虽然熵增是不可逆的，但我们可以通过外部干预来减缓它，这就涉及到熵减方法。

但在此之前，我们要先了解熵增的两个必要条件：

第一是没有外力做功。

第二是处于封闭孤立系统。

这两个条件缺一不可。

那什么是封闭的系统？不与外界环境、物质、能量和信息交换的系统称之为封闭式系统。

好比一个房间，一个人封闭在房间里面10天，餐饮食品全安排好，没收与外界所有的联系工具，那么这个人就会出现“熵增”的状态——房间变乱、垃圾增多、空气污浊。

了解到这两个条件以后，我们就明白，对抗熵增的思路，其实就是打破这两个条件：增加外力和开放孤立系统。

⚪ 开放系统，不断接受新事物

孤立系统会熵增，开放系统才能熵减。一个人如果封闭自己，不接受新知识、新环境、新挑战，就会像孤立系统一样越来越混乱。

认知提升与熵减的关键在于：

■持续学习，降低信息熵。

■接受挑战，打破舒适区，保持系统活力。

■与高水平的人交流，优化认知结构。

⚪ 外力做功，主动创造秩序

熵增不可避免，但可以通过外力做功来维持秩序。比如：

■定期整理房间，就是人为降低熵。

■设定学习计划，提升学习效率，就是对抗知识熵增。

■企业定期优化管理，就是降低企业熵。

⚪ 对抗熵增，让人生变得有序

■定期复盘，防止认知熵增（比如写笔记、总结经验）。

■养成习惯，降低行动成本（比如固定晨练、阅读时间）。

■保持开放，持续学习新技能（避免成为“信息孤岛”）。

■优化环境，减少无序因素（比如减少手机干扰，提高专注力）。

著名物理学家霍金曾提出黑洞熵的概念，证明黑洞也服从熵增定律。但他同时说过：“智慧是对抗混乱的武器。”

混乱是世界的终极走向，但人类的意义就在于对抗熵增，为世界创造秩序和价值。

宇宙的规律是恒定不变的，我们只有用正确的方法顺应规律，才能找到生命的本质，减少外部无序的混乱，自己的内心才能真正做到安定。

用“有序”对抗“无序”，用“秩序”击退“混乱”，用“负熵”抗衡“熵增”，与你共勉。

▲ 图片来源：Pexels、豆包AI

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